Простой самодельный ветроэлектрогенератор

Рейтинг:   / 18

Этот ветроэлектрогенератор очень дешев и прост в изготовлении. Он может производить достаточно энергии для маломощных устройств.
Частенько бывает, когда необходимо использовать маломощные электрические устройства, имеющие автономное питание, например: фонари подсветки, механизм открывания ворот, индикаторы уровня воды, какие-то охранные устройства и т.д.

Как раз такая ситуация возникла, когда я решил сделать свои новые ворота автоматическими. Использовать солнечные батареи не было возможности из-за большого затенения деревьями. Провести электроэнергию от дома (около 30 м.) было тоже проблематичным - почва скалистая и копать траншею под кабель довольно трудоемко. Кроме того я не могу отказаться от возможности использования альтернативного источника электроэнергии.
В общем я решил для обеспечения питания электрического привода ворот использовать небольшой ветроэлектрогенератор. Хотя ветреных дней у нас не так много, два – четыре дня в месяц, когда сильный ветер не утихает, по крайней мере, на протяжении 24 часов. Одним словом, я понял, что именно таким способом имею возможность обеспечить электроэнергией устройство с таким скромным энергопотреблением, как автоматически открывающиеся ворота.
Для подробного описания автоматической системы открывания ворот требуется отдельная статья. Единственное, что отмечу, для приводного механизма ворот используются двигатели от автомобильных стеклоочистителей.
После некоторых размышлений решил установить ротор Савониуса. Этот тип ротора с вертикальной осью очень прочен и долговечен, если построен правильно, имеет относительно небольшую скорость вращения, и легко может быть изготовлен в домашних условиях, без возни с аэродинамическим профилем крыла и другими проблемами, связанными с изготовлением горизонтальной «пропеллерной» турбины. Ротор Савониуса всегда ориентирован по ветру, и не сильно зависит от турбулентности, которая достаточно сильна в месте, где должен быть установлен ветроэлектрогенератор.
Как видно на фото, ветроэлектрогенератор установлен довольно низко, хотя это не очень хороший вариант, однако электроэнергии выдаваемой им вполне достаточно для обеспечения работы привода автоматических ворот с использованием аккумуляторов довольно большой емкости.
Ротор сделан из трех алюминиевых дисков диаметром 330 мм толщиной 3 мм и водосточной ПВХ трубы диаметром 150 мм и длинной 600 мм. Труба была разрезана пополам в обоих направлениях, поперек и вдоль, в результате чего получились четыре одинаковые лопатки для турбины. Затем лопатки были установлены между трех дисков, как показано на фото. Для соединения всех деталей использовались маленькие алюминиевые уголки и нержавеющие заклепки. На фото вы можете видеть электродвигатель и ротор до покраски и установки на мачту. Обратите внимание, что лопасти в верхней части развернуты на 90° относительно лопаток в нижней части и на электродвигатель еще не установлены пластмассовые крепежные уголки.
Две лопасти в верхней части ротора развернуты на 90 градусов относительно нижних. Это гарантирует, что всегда есть, по крайней мере, одна лопасть, которая в состоянии поймать ветер, так что турбина является самозапускающейся.
Ось для ротора изготовлена из водопроводной трубы диаметром 40 мм.Она проходит через центры всех трех дисков, а внутренние края каждой из лопаток приклепаны к ней. В нижнюю часть оси я запрессовал алюминиевую переходную втулку с отверстием под вал электродвигателя. После сборки конструкция оказалась довольно прочной и на удивление хорошо сбалансированной.
В качестве генератора я использовал электродвигатель постоянного тока с постоянными магнитами от вертикального ленточного накопителя старого компьютера. Размером со стартер автомобильного двигателя, они просты и надежны, и как генераторы являются чрезвычайно эффективными.
Мачта изготовлена из той же, что и ротор, водосточной ПВХ трубы диаметром 150 мм и длинной 2200 мм. При этих размерах трубы из ПВХ довольно жесткие. Мачта забетонирована в грунт примерно на 400 мм. При сильном ветре она немного играет, для увеличения жесткости, при необходимости, ее можно заполнить бетоном.
Генератор крепится к верхней части мачты с помощью пластиковой торцевой крышки от водосточных труб.
Спереди генератор имеет четыре отверстия для винтов, так что для его крепления пришлось просверлить четыре соответствующих отверстия в крышке для крепежных винтов и одно побольше отверстие в центре для вала.
На виде сзади показаны три пластиковых уголка, они нужны для обеспечения плотной посадки в мачте.
Выходное напряжение генератора при небольшом ветре оказалось довольно низким, при 200 об/мин порядка 4-5 вольт.
Этого конечно недостаточно, для заряда 12-ти вольтового аккумулятора. Пришлось подбирать преобразователь, мне подошел модуль от солнечной батареи, который обеспечивает напряжение на выходе 12 вольт при входном напряжении от 1 до 10 вольт.
При окончательной сборке коробка с преобразователем была помещена во внутрь мачты, кабели были пропущены там же и через отверстие в трубе мачты были подведены к исполнительному устройству ворот.
Мачта и ротор были покрашены в зеленый цвет, чтобы не выделялись на фоне окружающей среды.

Источник: http://www.radiolocman.com/shem/schematics.html?di=67314